Menurut jaringan organisasi fisikawan baru-baru ini melaporkan bahwa peneliti Finlandia telah mengembangkan fotodetektor silikon hitam dengan efisiensi kuantum eksternal sebesar 130%, yang merupakan pertama kalinya efisiensi perangkat fotovoltaik melebihi batas teoritis 100%, yang diperkirakan akan sangat besar. meningkatkan efisiensi perangkat pendeteksi fotolistrik, dan perangkat ini banyak digunakan di mobil, ponsel, jam tangan pintar, dan peralatan medis.
Fotodetektor adalah sensor yang dapat mengukur cahaya atau energi elektromagnetik lainnya, mengubah foton menjadi arus listrik, dan foton yang diserap membentuk pasangan lubang elektron.Fotodetektor mencakup fotodioda dan fototransistor, dll. Efisiensi kuantum digunakan untuk menentukan persentase foton yang diterima oleh perangkat seperti fotodetektor menjadi pasangan lubang elektron, yaitu efisiensi kuantum sama dengan jumlah elektron yang difotogenerasi dibagi dengan jumlah foton yang datang.
Ketika foton yang datang menghasilkan elektron ke sirkuit eksternal, efisiensi kuantum eksternal perangkat adalah 100% (sebelumnya dianggap sebagai batas teoretis).Dalam studi terbaru, fotodetektor silikon hitam memiliki efisiensi hingga 130 persen, yang berarti satu foton yang datang menghasilkan sekitar 1,3 elektron.
Menurut peneliti Universitas Aalto, senjata rahasia di balik terobosan besar ini adalah proses penggandaan pembawa muatan yang terjadi dalam struktur nano unik fotodetektor silikon hitam, yang dipicu oleh foton berenergi tinggi.Sebelumnya, para ilmuwan belum dapat mengamati fenomena tersebut pada perangkat nyata karena adanya kerugian listrik dan optik mengurangi jumlah elektron yang dikumpulkan.“Perangkat berstruktur nano kami tidak memiliki rekombinasi dan tidak ada kehilangan refleksi, sehingga kami dapat mengumpulkan semua pembawa muatan yang berlipat ganda,” jelas pemimpin studi Profesor Hera Severn.
Efisiensi ini telah diverifikasi oleh Institut Teknologi Fisika Masyarakat Metrologi Nasional Jerman (PTB), layanan pengukuran paling akurat dan andal di Eropa.
Para peneliti mencatat bahwa rekor efisiensi ini berarti para ilmuwan dapat meningkatkan kinerja perangkat pendeteksi fotolistrik secara signifikan.
“Detektor kami telah menarik banyak minat, terutama di bidang bioteknologi dan pemantauan proses industri,” kata Dr. Mikko Juntuna, CEO ElfysInc, sebuah perusahaan milik Aalto University.Dilaporkan bahwa mereka telah mulai memproduksi detektor tersebut untuk penggunaan komersial.
Waktu posting: 11 Juli-2023